تستخدم الأجهزة عالية الدقة في مختلف مجالات الحياة وإنتاج المجتمع الحديث. بدون معدات خاصة ، لن يكون هناك رحلات فضائية ، وتطوير المعدات العسكرية والمدنية ، وأكثر من ذلك بكثير. من الصعب جدًا إصلاح هذه المعدات. لذلك ، يتم استخدام أدوات التحكم والقياس المختلفة. يتم تحديد جودتها من خلال مستوى امتثال هذا الجهاز للغرض المقصود منه. لسهولة القياس ، يتم أيضًا تطبيق فئات الدقة لأدوات القياس.
ما هي وحدة القياس؟
تتميز كل مرحلة من مراحل العملية التكنولوجية أو الطبيعية بقيم معينة: درجة الحرارة ، والضغط ، والكثافة ، وما إلى ذلك. من خلال المراقبة المستمرة لهذه المعلمات ، يمكنك التحكم في أي منها وحتى تصحيحهاعمل. للراحة ، تم إنشاء وحدات قياس قياسية لكل عملية محددة ، مثل المتر ، J ، كجم ، إلخ. وهي مقسمة إلى:
· الرئيسي. هذه وحدات قياس ثابتة ومقبولة بشكل عام.
· متماسك. هذه مشتقات متعلقة بوحدات أخرى. معاملهم العددي يساوي واحد.
· المشتقات. يتم تحديد وحدات القياس هذه من الكميات الأساسية.
· المضاعفات والفرعية. يتم إنشاؤها عن طريق الضرب أو القسمة على 10 وحدات أساسية أو عشوائية.
في كل صناعة هناك مجموعة من القيم التي يتم استخدامها باستمرار في عمليات المراقبة والتعديل. تسمى مجموعة وحدات القياس هذه بالنظام. تتم مراقبة معلمات العملية والتحقق منها بواسطة أجهزة خاصة. يتم تعيين المعلمات الخاصة بهم باستخدام النظام الدولي للوحدات.
طرق ووسائل القياس
من أجل مقارنة أو تحليل القيمة التي تم الحصول عليها ، يجب إجراء سلسلة من التجارب. يتم تنفيذها بعدة طرق شائعة:
· مباشر. هذه هي الطرق التي يتم من خلالها الحصول على أي قيمة تجريبيًا. وتشمل هذه التقييم المباشر ، والتعويض الصفري ، والتفاضل. طرق القياس المباشر بسيطة وسريعة. على سبيل المثال ، قياس الضغط بأداة قياسية. في الوقت نفسه ، تكون فئة الدقة لمقياس الضغط أقل بكثير مما كانت عليه في الدراسات الأخرى.
· غير مباشر. تعتمد هذه الطرق على حساب كميات معينة من المعلومة أو المقبولة عمومًاالمعلمات.
· تراكمي. هذه طرق قياس يتم من خلالها تحديد القيمة المرغوبة ليس فقط عن طريق حل عدد من المعادلات ، ولكن أيضًا بمساعدة التجارب الخاصة. غالبًا ما تستخدم مثل هذه الدراسات في الممارسة المختبرية.
بالإضافة إلى طرق قياس الكميات ، هناك أيضًا أدوات قياس خاصة. هذه هي وسائل إيجاد المعلمة المطلوبة.
ما هي أدوات الاختبار؟
ربما أجرى كل شخص مرة واحدة على الأقل في حياته نوعًا من التجارب أو الأبحاث المعملية. تم استخدام أجهزة قياس الضغط والفولتميتر والأجهزة الأخرى المثيرة للاهتمام هناك. استخدم الجميع أجهزتهم الخاصة ، ولكن كان هناك جهاز واحد فقط - جهاز التحكم ، والذي كان الجميع متساوين فيه.
كما هو الحال دائمًا - من أجل دقة جودة القياس ، يجب أن تتوافق جميع الأجهزة بوضوح مع المعيار المعمول به. ومع ذلك ، لا يتم استبعاد بعض الأخطاء. لذلك ، على مستوى الدولة والمستوى الدولي ، تم إدخال فئات الدقة لأجهزة القياس. ومن خلالهم يتم تحديد الخطأ الجائز في الحسابات والمؤشرات.
هناك أيضًا العديد من عمليات التحكم الأساسية لمثل هذه الأجهزة:
· اختبار. يتم تنفيذ هذه الطريقة في مرحلة الإنتاج. يتم فحص كل جهاز بعناية لمعرفة معايير الجودة.
· فحص. في الوقت نفسه ، تتم مقارنة قراءات الأدوات النموذجية بتلك التي تم اختبارها. في المعمل ، على سبيل المثال ، يتم اختبار جميع الأجهزة كل عامين.
تخرج. هذه عملية يتم فيها إعطاء جميع أقسام مقياس الأداة قيد الاختبار القيم المناسبة. عادة ، يتم ذلكأجهزة أكثر دقة وحساسية للغاية.
تصنيف الأجهزة
يوجد الآن عدد هائل من الأجهزة التي يمكن من خلالها التحقق من البيانات والمؤشرات. لذلك ، يمكن تصنيف جميع الأجهزة وفقًا لعدة ميزات رئيسية:
1. حسب نوع القيمة المقاسة. أو عن طريق التعيين. على سبيل المثال ، قياس الضغط ودرجة الحرارة والمستوى أو التركيب ، بالإضافة إلى حالة المادة ، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه ، لكل منها معايير الجودة والدقة الخاصة به ، على سبيل المثال ، مثل فئة دقة العدادات ومقاييس الحرارة وما إلى ذلك.
2. عن طريق الحصول على معلومات خارجية. هنا يأتي تصنيف أكثر تعقيدًا:
- تسجيل - تسجل هذه الأجهزة بشكل مستقل جميع بيانات الإدخال والإخراج لتحليلها لاحقًا ؛
- عرض - تتيح هذه الأجهزة إمكانية مراقبة التغييرات حصريًا في العملية ؛
- تنظيم - يتم ضبط هذه الأجهزة تلقائيًا وفقًا لقيمة القيمة المقاسة ؛
- تلخيص - هنا يتم أخذ أي فترة زمنية ويظهر الجهاز القيمة الإجمالية لقيمة الفترة بأكملها ؛
- الإشارات - هذه الأجهزة مجهزة بنظام أو حساسات خاصة للصوت أو الضوء ؛
- المقارنة - تم تصميم هذا الجهاز لمقارنة قيم معينة مع القياسات المقابلة.
3. حسب الموقع. يميز بين أجهزة القياس المحلية والنائية. في نفس الوقت ، هذا الأخير لديه الفرصةنقل البيانات المستلمة إلى أي مسافة
خصائص الأجهزة
في كل عمل ، يجب أن نتذكر أنه ليس فقط الأجهزة العاملة ، ولكن أيضًا العينات القياسية تخضع للتحقق. تعتمد جودتها على عدة مؤشرات في وقت واحد ، مثل:
· فئة الدقة أو نطاق الخطأ. تميل جميع الأجهزة إلى الخطأ ، حتى المعايير. الاختلاف الوحيد هو أن هناك أقل عدد ممكن من الأخطاء في العمل. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام فئة الدقة A هنا.
· الحساسية. هذه هي نسبة الحركة الزاوية أو الخطية للمؤشر إلى التغيير في القيمة التي تم فحصها.
· الاختلاف. هذا هو الفرق المسموح به بين القراءات المتكررة والفعلية لنفس الأداة تحت نفس الظروف.
· الموثوقية. تعكس هذه المعلمة الحفاظ على جميع الخصائص المحددة لفترة معينة.
· القصور الذاتي. هذه هي الطريقة التي تتميز بها بعض الفواصل الزمنية لقراءات الأداة والقيمة المقاسة.
أيضًا ، يجب أن تتمتع الأجهزة الجيدة بصفات مثل المتانة والموثوقية وقابلية الصيانة.
ما هو هامش الخطأ؟
يعرف المتخصصون أنه في أي عمل أخطاء صغيرة. عند إجراء قياسات مختلفة ، فإنها تسمى أخطاء. كلهم بسبب نقص ونقص في وسائل وطرق البحث. لذلك ، فإن أي جهاز له فئة الدقة الخاصة به ، على سبيل المثال ، فئة الدقة 1 أو 2.
في نفس الوقت ، يتم تمييز أنواع الأخطاء التالية:
· مطلق. هذا هو الفرق بين أداء الجهاز المستخدم وأداء الجهاز المرجعي في ظل نفس الظروف.
· نسبي. يمكن أن يسمى هذا الخطأ غير مباشر ، لأن هذه هي نسبة الخطأ المطلق الموجود إلى القيمة الفعلية للقيمة المحددة.
· تخفيض نسبي. هذه نسبة معينة بين القيمة المطلقة والفرق بين الحدين العلوي والسفلي لمقياس الأداة المستخدمة.
يوجد أيضًا تصنيف وفقًا لطبيعة الخطأ:
· عشوائي. تحدث مثل هذه الأخطاء دون أي انتظام أو تناسق. في كثير من الأحيان ، تؤثر عوامل خارجية مختلفة على الأداء.
· منهجي. تحدث مثل هذه الأخطاء وفقًا لقانون أو قاعدة معينة. إلى حد كبير ، يعتمد مظهرهم على حالة الأجهزة.
· يخطئ. مثل هذه الأخطاء تشوه بشدة البيانات التي تم الحصول عليها مسبقًا. يمكن إزالة هذه الأخطاء بسهولة من خلال مقارنة القياسات المقابلة.
ما هي دقة الصف الخامس؟
اعتمد العلم الحديث نظام قياس خاص لتبسيط البيانات التي يتم الحصول عليها من الأجهزة المتخصصة ، وكذلك لتحديد جودتها. هي التي تحدد المستوى المناسب للإعدادات.
فئات الدقة لأدوات القياس هي نوع من الخصائص المعممة. ينص على تحديد حدود الأخطاء والخصائص المختلفة التي تؤثر على دقة الأدوات. في نفس الوقت ، كل نوع من أدوات القياس له معلماته وفئاته الخاصة.
وفقا لدقة وجودة القياس ، الأكثر حداثةتحتوي أجهزة التحكم على الأقسام التالية: 0 ، 1 ؛ 0.15 ؛ 0.2 ؛ 0.25 ؛ 0.4 ؛ 0.5 ؛ 0.6 ؛ عشرة؛ خمسة عشر؛ 20 ؛ 2 ، 5 4 ، 0. في هذه الحالة ، يعتمد نطاق الخطأ على مقياس الأداة المستخدم. على سبيل المثال ، بالنسبة للمعدات ذات القيم من 0 - 1000 درجة مئوية ، يُسمح بقياسات خاطئة تبلغ 15 درجة مئوية.
إذا تحدثنا عن المعدات الصناعية والزراعية فإن دقتها تنقسم إلى الفئات التالية:
· 1-500 ملم. يتم استخدام 7 فئات دقة هنا: 1 ، 2 ، 2 أ ، 3 ، 3 أ ، 4 و 5.
· أكثر من 500 ملم. يتم استخدام الصفوف 7 و 8 و 9.
في نفس الوقت ، سيكون للجهاز ذو الوحدة أعلى جودة. ويتم استخدام فئة الدقة الخامسة بشكل أساسي في تصنيع قطع غيار الآلات الزراعية المختلفة ، ومبنى قاطرة السيارة والبخار. من الجدير بالذكر أيضًا أن لها هبوطان: X₅ و C₅.
إذا تحدثنا عن تكنولوجيا الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، لوحات الدوائر المطبوعة ، فإن الفئة 5 تتوافق مع زيادة الدقة والكثافة في التصميم. في هذه الحالة ، يكون عرض الموصل أقل من 0.15 ، ولا تتجاوز المسافة بين الموصلات وحواف الحفرة المحفورة 0.025.
معايير الدقة بين الولايات في روسيا
أي عالم حديث يبحث عن نظامه الخاص لتحديد جودة الأدوات المستخدمة والبيانات التي حصل عليها. لتعميم وتنظيم دقة القياسات ، تم اعتماد المعايير المشتركة بين الولايات.
وهي تحدد الأحكام الأساسية لتقسيم الأجهزة إلى فئات ، ومجموعة من جميع المتطلبات لمثل هذه المعدات وطرق توحيد الخصائص المترولوجية المختلفة. فصول الدقةيتم إنشاء أدوات القياس بواسطة GOST 8.401-80 GSI الخاص. تم تقديم هذا النظام على أساس توصية OIML الدولية رقم 34 من 1 يوليو 1981. فيما يلي أحكام عامة ، وتعريف الأخطاء وتعيين فئات الدقة نفسها بأمثلة محددة.
الأحكام الأساسية لتحديد فئات الدقة
لتحديد جودة جميع أدوات القياس والبيانات الناتجة بشكل صحيح ، هناك عدة قواعد أساسية:
· يجب اختيار فئات الدقة وفقًا لنوع المعدات المستخدمة ؛
· يمكن استخدام معايير متعددة لنطاقات وكميات قياس مختلفة ؛
· دراسة الجدوى فقط هي التي تحدد عدد فئات الدقة لجهاز معين ؛
· يتم إجراء القياسات دون مراعاة أسلوب المعالجة. تنطبق هذه المعايير على الأدوات الرقمية مع جهاز حوسبة مضمن ؛
· يتم تعيين فئات دقة القياس بناءً على نتائج الاختبارات الحكومية الحالية.
الأجهزة الكهروديناميكية
تشتمل هذه الأجهزة على أجهزة قياس التيار ، أو الواط ، أو الفولتميتر والأجهزة الأخرى التي تحول كميات مختلفة إلى تيار. من أجل تشغيلها الصحيح والمستقر ، يتم استخدام تدريع خاص لمعدات القياس. يتم ذلك ، على سبيل المثال ، لزيادة فئة دقة الفولتميتر.
مبدأ تشغيل هذه الأجهزة هو أن المجال المغناطيسي الخارجي يعزز في نفس الوقت مجال جهاز قياس واحد ويضعف مجال الآخر. في هذه الحالة ، القيمة الإجمالية لا تتغير.
تشمل مزايا هذه الأجهزة الموثوقية والموثوقية والبساطة. يعمل بالتساوي مع كل من DC و AC.
وأهم عيوبها قلة الدقة واستهلاك الطاقة العالي.
الأجهزة الكهروستاتيكية
تعمل هذه الأجهزة على مبدأ تفاعل الأقطاب الكهربائية المشحونة ، والتي يتم فصلها بواسطة عازل. من الناحية الهيكلية ، تبدو تقريبًا مثل مكثف مسطح. في نفس الوقت ، عند تحريك الجزء المتحرك ، تتغير سعة النظام أيضًا.
أشهرها الأجهزة ذات الآلية الخطية والسطحية. لديهم مبدأ تشغيل مختلف قليلاً. بالنسبة للأجهزة ذات آلية السطح ، تتغير السعة بسبب التقلبات في المنطقة النشطة من الأقطاب الكهربائية. وإلا فإن المسافة بينهما مهمة.
تشمل مزايا هذه الأجهزة انخفاض استهلاك الطاقة ، ودرجة دقة GOST ، ونطاق تردد واسع إلى حد ما ، وما إلى ذلك.
العيوب هي الحساسية المنخفضة للجهاز ، والحاجة إلى التدريع والانهيار بين الأقطاب.
الأجهزة الكهرومغناطيسية
هذا نوع آخر من أجهزة القياس الأكثر شيوعًا. يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على تفاعل التدفق المغناطيسي للمغناطيس والملف مع التيار. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام معدات ذات مغناطيس خارجي وإطار متحرك. من الناحية الهيكلية ، تتكون من ثلاثة عناصر. هذا قلب أسطواني ، مغناطيس خارجي والنواة المغناطيسية.
تشمل مزايا هذه الأجهزة حساسية عالية ودقة ، واستهلاك منخفض للطاقة ، وتهدئة جيدة.
تشمل عيوب الأجهزة المعروضة مدى تعقيد التصنيع وعدم القدرة على الحفاظ على خصائصها بمرور الوقت وقابلية التعرض لدرجة الحرارة. لذلك ، على سبيل المثال ، يتم تقليل فئة الدقة لمقياس الضغط بشكل كبير.
أنواع أخرى من الأجهزة
بالإضافة إلى الأجهزة المذكورة أعلاه ، هناك العديد من أدوات القياس الأساسية التي يتم استخدامها غالبًا في الحياة اليومية والإنتاج.
تشمل هذه المعدات:
· الأجهزة الكهروحرارية. يقيسون التيار والجهد والطاقة
· الأجهزة الكهرومغناطيسية. وهي مناسبة لقياس الجهد وكمية الكهرباء
· الأجهزة المدمجة. هنا ، يتم استخدام آلية واحدة فقط لقياس عدة كميات في وقت واحد. فئات الدقة لأدوات القياس هي نفسها بالنسبة للجميع. غالبًا ما يعملون مع التيار المباشر والمتناوب ، الحث والمقاومة.
